الموسوعة العربية

ابحث عن أي موضوع يهمك

بحث عن مركبات الكربونيل ومكوناتها وخصائصها

بواسطة: نشر في: 23 ديسمبر، 2020
mosoah
بحث عن مركبات الكربونيل

نُقدم لكم اليوم من خلال مقالنا هذا بحث عن مركبات الكربونيل ، يعرف مصطلح الكربونيل في علوم الكيمياء العضوية أنها عبارة عن مجموعة كيميائية ذات تكافؤ ثنائي، حيث تتكون المجموعة من ذرة واحدة من عنصر الأكسحين وذرة أخرى من عنصر الكربون متحدان مع بعضهما البعض من خلال الرابطة C=O والتي تعرف باسم الرابطة المزدوجة.

إذ يطلق على المركبات التي تتضمن على الكربونيل مصطلح مركبات الكربونيل، والتي تتعدد خصائصها وأنواعها، إلى جانب اشتراك مركبات الكربونيل في مختلف التفاعلات مع المركبات الكيميائية الأخري، ولم تقتصر على اشتراكها فقط في التفاعلات بل أنها ذات أهمية كبيرة، وتستخدم في مختلف المجالات، لذلك دعونا نتعرف أكثر عن مركبات الكربونيل من خلال موسوعة.

بحث عن مركبات الكربونيل

يعرف المركب الكيميائي أنه مادة تتضمن عنصرين من العناصر الكيميائية أو اكثر بنسبة معينة يتم تقديرها وثابتة لكل نوع، وبالمثل مركبات الكربونيل هي عبارة عن اتحاد ذرة من الأكسحين وذرة من الكربون متفاعلة مع عناصر كيميائية اخري لتكوين المركب النهائي، ومن أمثلة مركبات الكربونيل:

  • مجموعة الألدهيدات RCHO
  • مجموعة الكيتونات RCOR’
  • مجموعة الإسترات RCOOR’
  • مجموعة الأنهيدرات (RCO)2O
  • مجموعة أحماض كربوكسيلية RCOOH
  • مجموعة الأميدات R-CO-NH2
  • مجموعة الهاليد أسيل RCOX

مجموعة الألدهيدات R-CHO

  • هي عبارة عن اتحاد مجموعة كربونيل التي توجد في نهاية السلسلة لذرة الكربون بذرة هيدروجين واحدة وبمجموعة ألكيل أو أريل.
  • تستخدم مجموعة الألدهيدات في مختلف المنتجات الصناعية والمواد الغذائية، من أمثلة تلك المنتجات البلاستيك كما يتم إنتاج الفانيليا الصناعية التي تستخدم في الكثير من الأكلات والتلوين من الفانيلين الذي ينتج من الالدهيدات.
  • يمكننا الاحتفاظ بالعينات البيولوجية لفترة أطول من خلال استخدام الفورمالين والذي يعتبر من مشتقات مجموعة الألدهيدات.
  • إلى جانب استخدام مركب الباكليت الذي يتم الحصول عليه بواسطة اتحاد الفورمالديهايد مع الفينول في العديد من الأمور منها المنتجات والمواد البلاستيكية.
  • لا يستغنى العاملين بالمصانع التحنيط والدباغة عن مركب الفورمالدهيد وذلك لدوره الفعال في العمليات الصناعية، إلى جانب استخدامه في القضاء على الحشرات والفطريات والبكتيريا المتواجدة في مختلف الأماكن.
  • يعد الألدهيد من العناصر الأولى في الاستخدام للحصول على الأصباغ ومستحضرات التجميل المختلفة، بالإضافة إلى العطور.
  • ومن أمثلة الالدهيدات المختلفة ( المثانال، ومركب إثانال، وسينامالدهيد، وبيوتانال، وغيرهم من المركبات الأخرى).

مجموعة الكيتونات R-CO-R’

  • هي عبارة عن اتحاد مجموعة الكربونيل ذات الرابطة المزدوجة والتي توجد بمنتصف ذرة الكربون مع مجموعة ألكيل.
  • تستخدم مشتقات مجموعة الكيتونات في العديد من الاستخدامات مثل مركب الأسيتون الذي تستخدمه الكثير من السيدات في إزالة المناكير من الأظافر، إلى جانب استخدام الكيتونات في العلاجات الطبية الجلدية حيث أنه يساعد المرأة في التغلب على حبوب الشباب.
  • يمكن الحصول على الورنيش المستخدم في تلميع الأحذية وإنتاج البلاستيك والمنسوجات عن طريق استخدام مركب البوتانون.
  • بالإضافة إلى صناعة النايلون من مركب سايكلوهيكسنون التي يعتبر من مشتقات الكيتونات.

مجموعة الإسترات R-COO-R’

  • تتمركز مجموعة الكربونيل في مجموعة الإسترات في المنتصف، وتنتج عن طريق أتحاد مركب هيدروكسيل مثل الفينول مع حمض أكسيدي.
  • يمكن الحصول على الإسترات منن الأحماض العضوية والأحماض الغير عضوية، ويتم ذلك عن طريق عملية أبدال بين ذرة ألكيل والتي تنشأ من الأحماض الكربوكسيلية بذرة OH المعروفة بالهيدروكسيل.
  • تتواجد الإسترات في العديد من المنتجات الغذائية والمنتجات الصناعية منها الزيت الطبيعي والزيت العطري.
  • يساعد مركب إسترات الفوسفات على بناء السلسلة الرئيسية بداخل جزئيات DNA، إلى جانب استخدام مركب البولي إستر في إنتاج المواد البلاستيكية.
  • يعتبر مركب فوسفات ثنائي هيدروكسي الأسيتون من أهم المركبات التي يجتاحها جسم الإنسان، والحيوان، والنبات فهو مصدر لقيام عملية الأيض بداخل الجسم.

مجموعة الأنهيدرات (RCO)2O

  • يتم الحصول على الأنهيدرات عن طريق القيام فصل الماء من الأحماض، إلى جانب الحصول عليها من الأحماض الكربوكسيلية.
  • يمكننا إنتاج أنهيدريدات الأحماض الكربوكسيلية عن طريق اتحاد مجموعتي أسيل بذرة أكسحين واحدة فقط.

مجموعة أحماض كربوكسيلية R-COOH

  • تعرف الأحماض الكربوكسيلية أنها عبارة عن أحماض عضوية، تنتج عن طريق اتحاد مجموعة الكاربونيل مع الحمض OH، بالإضافة إلى وجود ذرة واحدة من الهيدروجين.
  • توجد الأحماض الكربوكسيلية في درجة الحرارة العالية على هيئة مركب مزدوج من حيث الصيغة والشكل الجزئي له.
  • تختلف مدى قابلية ذوبان الأحماض في الماء وذلك باختلاف الحجم، فالأحماض التي تحتوي على 5 ذرات فأكثر هي التي يطلق عليها كبيرة الحجم ويصعب ذوبانها، بينما الأحماض التي تتضمن من 1 إلى 4 ذرات فقط من العناصر الكيميائية تعد صغيرة الحجم ويسهل ذوبانها بيسر.
  • تذوب الأحماض الكربوكسيلية في الكحول بصورة جيدة باختلاف وضعها في الماء، وذلك لاحتواء الأحماض على ذرات الكربون النافرة للماء.

مجموعة الأميدات R-CO-NH2

  • تنتج مجموعة الأميدات عن طريق اتحاد مجموعة الكربونيل مع مجموعة أمين.
  • تعتبر نسبة فاعلية مجموعة الأميدات في القيام بالوظائف صغيرة جداً وذلك بالنسبة للأحماض الأخرى.
  • يمكن تقسم الأميدات إلى نوعان هما أميدات حلقية وأميدات خطية، حيث يعتبر النوع الأول من الأميدات أقل فاعلية في القيام بالوظائف من النوع الثاني نظراً إلى سحب زوج الإلكترونات المتواجدة في الرابطة بين ذرة النيتروجين وبين الرابطة بأي إلي مجموعة الكربونيل مما يعمل على بعثرة الإلكترونات وعدم ثباتها وتمركزها، فتصبح الفاعلية اقل ما يمكن.

مجموعة الهاليد أسيل RCOX

  • يمكننا الحصول على الهاليد أيل عن طريق الأحماض الأكسجينية، بإجراء عملية إزالة للمجموعة الهيدروكسيلية ووضع مجموعة هاليد.
  • ومن الطرق الأكثر أنتشاراً لتحضير كلوريد الأسيل هي أتحاد الحمض الكربوكسيلي مع كاشف، تختلف أنواع الكاشف من أمثلته كاشف كلوريد الثيونيل.
  • وفي حالة كان الحامض المشتق منه المركب يتضمن في تركيبه المجموعة COX يعرف في ذلك الوقت بالحامض الكربوكسيلي.

خصائص مركبات الكربونيل

يتم معرفة أن المركب من مركبات الكربونيل عن طريق التحليل الكيميائي للمركب والتأكد من احتوائه على ذرة كربون واحدة وذرة أكسجين، حيث تتواجد رابطة مزدوجة بينهم، وتتميز المركبات الكربونية بعدة خصائص تجعلها فريدة من نوعها ومختلفة عن المركبات الكيميائية الأخرى، من ضمن تلك الخصائص الآتي:

  • تعتبر الشحنة الكهربية لذرة الكربون شحنة موجبة بينما شحنة ذرة الأكسحين شحنة سالبة ويؤدي الترابط بينهما إلى جعل المركب الناتج مركب من النوع القطبي، أي تعد مركبات الكربونيل مركبات قطبية.
  • يحتاج المركب القطبي قوي هائلة وطاقة كبيرة وذلك للمحافظة على الترابط بين الذرات وبعضها البعض من كسرها، لذلك تعد المركبات القطبية من أكثر المركبات التي تعمل على زيادة درجة الغليان، إلى جانب درجة الانصهار للمركبات نظراً إلى الدور الفعال للخاصية القطبية.
  • تتميز مركبات الكربونيل بارتفاع درجة غليانها عن مركبات الهيدروكربونات، ولكنها تعتبر أقل في درجة الغليان من الكحوليات.
  • تتميز الالدهيدات والكيتونات بأنها منخفضة الوزن الجزئي حيث أنها تستطيع أن تذوب بسرعة في الماء، إذ يقل الذوبان في الماء كلما زاد الوزن الجزئي.
  • إلى جانب أن مركبات الالدهيدات والكيتونات أقل قطبية من مركبات الكحوليات، بالإضافة إلى أنها قليلة من حيث درجة الغليان بالنسبة للكحوليات.
  • يحتوي مركب الكيتون الأقل على رائحة جذابة طيبة، كما أن مركب الكيتون الأكثر يتميز بكونه يحتوي على رائحة عطرة.
  • توجد علاقة عكسية بين طول السلسة التي تربط الجزيئات مع بعضها البعض وبين قابلية المركب على الذوبان، حيث تحتوى مركبات الالدهيدات ومركبات الكيتونات على سلسلة طويلة بين الجزيئات مما تساعد المركبات على عدم الذوبان.
  • إلى جانب وجود علاقة طرية بين قوى التشتت وطول الجزيئات، فكلما زاد طول الجزيئات المتكون منها المركب الكيميائي تزداد قوى التشتت بين الذرات وبعضها.

الكشف عن مجموعة الكربونيل

يتم الكشف عن مجموعة الكربونيل المتواجدة في مركبات الألدهيدات والكيتونات عن طريق ثلاث طرق منها تحديد الصفات الفيزيائية من لون وحالة ورائحة المركب، إلى جانب يمكننا الكشف عن طريق تفاعلات الإضافة والاختزال التي تجرى على المجموعة الكربونية.

الكشف بواسطة الصفات الفيزيائية

  • مركب الفورمالديهايد formaldehyde

يتواجد هذا المركب في حالته السائلة ولكن عند الرجوع إلى اصله نجده في الحالة الغازية، إذ أنه ذو رائحة شديدة النفاذية حيث يساعد على الحفاظ على الجثة أثناء تحنيطها.

  • مركب Acetaldehyde

يتواجد هذا المركب في صورته السائلة، إذ أنه ذو رائحة تشبه رائحة التفاح الغير قابل للأكل الفاسد.

  • مركب Acetone

يتواجد مركب الأسيتون في حالته السائلة، كما أنه يتميز برائحته العطرية.

  • مركب Benzaldehyde

يتواجد هذا المركب في حالته السائلة، بالإضافة إلى أنه يتميز برائحة تشبه رائحة اللوز.

خاتمة عن بحث عن مركبات الكربونيل

وبهذا نكون قد وصلنا إلى ختام مقالنا هذا الذي تنولنا من خلاله بحث عن مركبات الكربونيل ، مع ذكر العديد من الخصائص التي تضمنتها المركبات، إلى جانب الحديث عن مختلف المركبات الكيميائية للمجموعة الكربونية مع معرفة التركيب الكيميائي لكل مركب.

المراجع

1